基于ARM的工業(yè)設備網關模塊設計與實現(xiàn).pdf

1、CAN總線在工業(yè)控制領域中的應用已有幾十年的歷史,隨著工業(yè)環(huán)境日益復雜化及分布式控制技術的不斷發(fā)展,對現(xiàn)場設備的遠程監(jiān)控和數(shù)據(jù)集總的要求愈加強烈。以太網作為目前應用最廣泛的通用局域網協(xié)議,具有協(xié)議層次完整、數(shù)據(jù)傳輸率高和通信可靠性強等特點,并且可以適應不同的物理傳輸介質。將以太網技術應用于工業(yè)控制中,可以實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場設備的分布化、智能化控制,實現(xiàn)企業(yè)從生產車間到管理層全面的信息集成與共享。CAN總線協(xié)議及以太網協(xié)議轉換及數(shù)據(jù)交互成為目前

2、研究的熱點問題,本文針對此應用背景,深入地研究了工業(yè)設備與以太網互聯(lián)技術的實現(xiàn)。
　　本文以CAN總線和以太網的通信協(xié)議為基礎,選用ARM7內核的LPC2294嵌入式控制器作為系統(tǒng)核心、μC/OS-II嵌入式操作系統(tǒng)為開發(fā)平臺,設計并實現(xiàn)了一種工業(yè)設備與以太網互聯(lián)的網關模塊。
　　硬件電路中選用DM9000E作為以太網控制芯片、CTM8250T作為CAN收發(fā)器,并擴展了外圍電源電路、存儲電路及時鐘電路等。在設計過程中,使用雙

3、路CAN總線及雙路以太網接口,增加了系統(tǒng)的可靠冗余。設計了各芯片的驅動程序,對μC/OS-II操作系統(tǒng)進行了裁剪和移植,實現(xiàn)了TCP/IP協(xié)議棧。
　　應用軟件方面,對傳統(tǒng)TCP/IP協(xié)議進行了優(yōu)化,以滿足系統(tǒng)應用需要;網關模塊實現(xiàn)了CAN數(shù)據(jù)與以太網的實時雙向傳輸功能,支持TCP/UDP、組播和廣播等多種傳輸方式,設計了網卡及CAN口的雙冗余切換,以增加系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。同時,通過編程實現(xiàn)了網關模塊參數(shù)的在線設置、在線對時及狀態(tài)